一种探入式巨磁阻角度传感器及其加工工艺的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，尤其是一种探入式巨磁阻角度传感器及其加工工艺。

背景技术：

目前，电机被广泛地应用于日常生活、工业生产等各个领域中。从日常的洗衣机、空调、电动汽车，再到工业领域的缝纫机、数控机床等，电机在其中都有着举足轻重的地位。其中，电机控制是电机领域的核心技术，而电机转动过程中，电机转子位置和速度的准确测量，又是电机控制领域的重中之重。

现有技术中，对于电机转子位置和速度的测量基本采用的是旋转变压器和光电编码盘的方案。但是，旋转变压器成本高、可靠性较差、寿命短，而光电编码器安装复杂、易磨损、易受干扰、精度不足。随着巨磁阻效应的发现，基于巨磁阻传感器来检测电机转子位置和转速的应用逐渐推广，而目前巨磁阻传感器安装方式是轴向平面式安装，拥有安装精度要求高、易受干扰等缺点。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的探入式巨磁阻角度传感器及其加工工艺，从而将巨磁阻角度传感器专用巨磁阻效应芯片探入到桶形磁环内，使其安装方便，不易受干扰，并且探入式巨磁阻角度传感器信号检测的精度也大大提高。

本发明所采用的技术方案如下：

一种探入式巨磁阻角度传感器，包括支架壳，支架壳成一体式结构，其具体结构为：包括外圆盘，外圆盘中间设置有沉槽，所述沉槽处形成有接口板舱，接口板舱上设置有穿孔，接口板舱底部向下延伸有与穿孔连通的连接槽，所述连接槽的底部设置有凸台，凸台底部的连接槽上延伸有卡舌；所述支架壳的接口板舱上安装接口板，所述接口板上方安装插座，插座外部套置罩板壳，接口板的下方设置有柔性板，所述柔性板底部连接信号板，柔性板的底部和信号板同时卡在凸台的底面，信号板与卡舌配合卡紧，信号板的底面还安装有巨磁阻效应芯片，支架壳底部的连接槽外部套置探头壳。

其进一步技术方案在于：

所述外圆盘的外圈设置多个圆弧形长圆孔，所述外圆盘沉槽的外部设置有与罩板壳连接的内凹圆槽。

所述接口板舱上设置有与接口板固定的螺栓孔。

所述连接槽的尾部延伸有两个相对设置的卡舌。

所述柔性板成折弯结构。

所述信号板、柔性板、接口板和插座连接后构成印制电路板组件。

所述罩板壳的结构为：包括圆弧形结构，一端设置有开口，所述开口的内圈向上延伸有壳体。

所述探头壳的截面成“t”字形结构，其顶部与支架壳的底面焊接。

所述接口板安装完成后，接口板顶部低于支架壳的顶部。

一种探入式巨磁阻角度传感器装置的加工工艺，包括如下操作步骤：

第一步：制备信号板、柔性板、接口板、插座、巨磁阻效应芯片、探头壳、支架壳和罩板壳；

第二步：接口板一端的下方安装柔性板，柔性板的底部安装信号板；

第三步：将巨磁阻效应芯片焊接在信号板的底面；

第四步：将插座焊接在接口板的上表面；

通过上方第一步至第四步完成了印制电路板组件的组装；

第五步：印制电路板组件的信号板穿入支架壳的穿孔中，柔性板与连接槽贴合，并使信号板装在凸台底面，被卡舌卡住；

第六步：接口板通过两颗螺丝拧进螺栓孔中，固定在接口板舱上表面；

第七步：将罩板壳安装在外圆盘的内凹圆槽内，并焊接固定；

第八步：探头壳套置在支架壳底部，并焊接固定。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过将巨磁阻效应芯片探入到桶形磁环内，只需保证巨磁阻效应芯片在桶形磁环内部，安装省时省力，方便操作，不易受干扰、寿命长。

本发明所述的巨磁阻效应芯片选用tle5012b(infineon德国英飞凌)、tle5009、tle5014、as5040(austriamicrosystemsag奥地利微系统)等小型专用巨磁阻效应检测芯片，可将角度值通过异步串行通讯接口发送给外部处理单元，外部处理单元对传感器得到的角度值进行处理,能够快速地实现角度的准确计算。

本发明所述的信号板与接口板之间用柔性板连接，使得体积小，避免了工艺冲突，增强可靠性。巨磁阻效应芯片、插座分别焊接信号板和接口板上，此结构方案使探入桶形磁环内安装巨磁阻效应芯片的信号板面积最小化，缩小了结构体积。

本发明所述的探头壳、支架壳、罩板壳均采用pbt+g30材料注塑成型，用超声波焊接方法使罩板壳与支架壳，探头壳与支架壳之间的两组热熔缝一次超声波焊接完成，形成探头本体一体化；罩板壳保护接口板上插座，探头壳保护巨磁阻效应芯片及柔性板避免加工转运过程中对印制电路板组件的机械冲击。

本发明所述的桶形磁环使用含铁氧体的塑磁材料注塑成圆柱桶形，对桶形磁环内壁定向充磁，产生稳定的单对级径向平行磁场，使探入式巨磁阻角度传感器信号检测精度提高。

本发明所述的磁环架用铜螺丝与电机轴端进行固定，避免对桶形磁环内的磁场产生影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的爆炸图。

图3为本发明的主视图(全剖视图)。

图4为本发明印制电路板组件的结构示意图。

图5为本发明罩板壳的结构示意图。

图6为本发明支架壳的结构示意图。

图7为本发明支架壳的结构示意图。

图8为本发明支架壳的主视图(全剖视图)。

图9为本发明的应用图。

图10为本发明应用图的主视图(全剖视图)。

其中：1、印制电路板组件；101、信号板；102、柔性板；103、接口板；104、插座；2、巨磁阻效应芯片；3、探头壳；4、支架壳；401、凸台；402、卡舌；403、接口板舱；404、穿孔；405、螺栓孔；406、外圆盘；407、连接槽；5、罩板壳；501、壳体；6、桶形磁环；7、磁环架；8、铜螺丝；9、铝压板；10、电机端盖；11、电机轴端。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，本实施例的探入式巨磁阻角度传感器，包括支架壳4，支架壳4成一体式结构，其具体结构为：包括外圆盘406，外圆盘406中间设置有沉槽，沉槽处形成有接口板舱403，接口板舱403上设置有穿孔404，接口板舱403底部向下延伸有与穿孔404连通的连接槽407，连接槽407的底部设置有凸台401，凸台401底部的连接槽407上延伸有卡舌402；支架壳4的接口板舱403上安装接口板103，接口板103上方安装插座104，插座104外部套置罩板壳5，接口板103的下方设置有柔性板102，柔性板102底部连接信号板101，柔性板102的底部和信号板101同时卡在凸台401的底面，信号板101与卡舌402配合卡紧，信号板101的底面还安装有巨磁阻效应芯片2，支架壳4底部的连接槽407外部套置探头壳3。

如图6所示，外圆盘406的外圈设置多个圆弧形长圆孔。

如图6所示，外圆盘406沉槽的外部设置有与罩板壳5连接的内凹圆槽。

如图6所示，接口板舱403上设置有与接口板103固定的螺栓孔405。

如图7所示，连接槽407的尾部延伸有两个相对设置的卡舌402。

如图4所示，柔性板102成折弯结构。

如图4所示，信号板101、柔性板102、接口板103和插座104连接后构成印制电路板组件1。

如图5所示，罩板壳5的结构为：包括圆弧形结构，一端设置有开口，开口的内圈向上延伸有壳体501。

探头壳3的截面成“t”字形结构，其顶部与支架壳4的底面焊接。

如图3所示，接口板103安装完成后，接口板103顶部低于支架壳4的顶部。

一种探入式巨磁阻角度传感器的加工工艺，包括如下操作步骤：

第一步：制备信号板101、柔性板102、接口板103、插座104、巨磁阻效应芯片2、探头壳3、支架壳4和罩板壳5；

第二步：接口板103一端的下方安装柔性板102，柔性板102的底部安装信号板101；

第三步：将巨磁阻效应芯片2焊接在信号板101的底面；

第四步：将插座104焊接在接口板103的上表面；

通过上方第一步至第四步完成了印制电路板组件1的组装；

第五步：印制电路板组件1的信号板101穿入支架壳4的穿孔404中，柔性板102与连接槽407贴合，并使信号板101装在凸台401底面，被卡舌402卡住；

第六步：接口板103通过两颗螺丝拧进螺栓孔405中，固定在接口板舱403上表面；

第七步：将罩板壳5安装在外圆盘406的内凹圆槽内，并焊接固定；

第八步：探头壳3套置在支架壳4底部，并焊接固定。

实际安装过程中，如图1所示，首先对探入式巨磁阻角度传感器进行组装。接口板103一端的下方安装柔性板102，柔性板102的底部安装信号板101；将巨磁阻效应芯片2焊接在信号板101的底面；将插座104焊接在接口板103的上表面；即完成了印制电路板组件1的组装；印制电路板组件1的信号板101穿入支架壳4的穿孔404中，柔性板102与连接槽407贴合，并使信号板101装在凸台401底面，被卡舌402卡住；印制电路板组件1的接口板103通过将两颗螺丝拧进螺栓孔405，固定在接口板舱403上表面；将罩板壳5焊接在外圆盘406的内凹圆槽内；探头壳3焊接在凸台401外部。即完成了探入式巨磁阻角度传感器的全部组装。

实际操作过程中，如图9和图10所示，首先，将磁环架7用铜螺丝8固定在电机轴端11上，桶形磁环6粘贴在磁环架7内圈；在电机端盖10外端面处用螺丝和铝压板9压紧组装好的探入式巨磁阻角度传感器，使得探入式巨磁阻角度传感器的探头壳3探入桶形磁环6空腔内；通电启动，即可测得电机转子的位置和速度。其操作方便，工作效率高。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。